OmniXRI TinyML 小學堂 (2025) 【第 4 講】arm 單晶片加速運算

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課程直播日期： 2025/04/02
課程直播連結： https://youtu.be/TYyz88IhGd8
課程簡報名稱： 20250402_TInyML_Course_Ch04_OmniXRI_Jack.pdf

課程內容

4.1. 常見硬體加速手法

• 神經網路基本計算量
• 為什麼要加速？
• 硬體加速手法 ─ 提高工作時脈
• 硬體加速手法 ─ 平行/向量指令集加速
• 硬體加速手法 ─ 多核心加速
• 硬體加速手法 ─ NPU神經網路加速器

4.2. DSP (SIMD) 指令集

• 常見 Arm 晶片CPU等級及指令集
• arm Cortex-M 指令集（v6m, v7m)
• arm Cortex-M 指令集（v8m)
• 基本乘法指令 MUL
• 基本乘加指令 MLA
• 常見 SIMD 並行指令
• SIMD 飽和加法指令 QADD
• 浮點運算指令

4.3. Helium (MVE) 指令集

• Cortex-M 指令加速操作比較
• Cortex-M 指令集與加速計算
• Cortex-M55 工作流水線
• Cortex-M55 雙節拍工作模式
• DSP / Helium 指令集比較

4.4. Ethos-U MicroNPU

• arm Micro NPU
• Ethos-U55 系統架構圖
• Ethos-U55 可支援算子及操作
• Ethos-U55 開發流程

參考文獻

[1] 許哲豪，NTUST Edge AI 人工智慧與邊緣運算實務
https://omnixri.blogspot.com/p/ntust-edge-ai.html

[2] 許哲豪，OmniXRI's Edge AI & TinyML 小學堂 Youtube 直播課程總結
https://omnixri.blogspot.com/2024/06/omnixris-edge-ai-tinyml-youtube.html

[3] 許哲豪，OmniXRI系列發文─TinyML(MCU AI)系列
https://hackmd.io/1PK1URhIQ7GutcWgpgsWbg#TinyMLMCU-AI系列

[4] 許哲豪，歐尼克斯實境互動工作室系列發文─TinyML(MCU AI)系列
https://hackmd.io/1PK1URhIQ7GutcWgpgsWbg#TinyMLMCU-AI系列

[5] Wiki – ARM Cortex-M
https://zh.wikipedia.org/wiki/ARM_Cortex-M

[6] 許哲豪，MCU攜手NPU讓tinyML邁向新里程碑
https://omnixri.blogspot.com/2022/10/mcunputinyml.html

[7] 許哲豪，誰說單晶片沒有神經網路加速器NPU就不能玩微型AI應用？
https://omnixri.blogspot.com/2024/01/vmaker-edge-ai-13-npuai.html

[8] Arm Cortex-M & Ethos-U55 ML開發者指南
https://hackmd.io/@OmniXRI-Jack/arm_developer_cortexm55_ethosu55_guide

[9] Arm Cortex-M55 處理器介紹
https://armkeil.blob.core.windows.net/developer/Files/pdf/white-paper/arm-cortex-m55-processor-wp-tw.pdf

教學資源

OmniXRI 系列文章：
https://omnixri.blogspot.com/p/blog-page_19.html

OmniXRI Youtube 教學影片頻道：
https://www.youtube.com/@omnixri1784/videos

OmniXRI Github 課程簡報及相關範例：
https://github.com/OmniXRI/TinyML_Course_2025

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